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环氧树脂组合物胶液及其制备方法、粘结膜和应用与流程

2023-01-15 08:19:47 来源:中国专利 TAG:


1.本发明涉及高分子复合材料技术领域,特别是涉及一种环氧树脂组合物胶液及其制备方法、粘结膜和应用。


背景技术:

2.近年来,随着新能源汽车自动化程度越来越高,对电子器件的集成效果和功率要求越来越高。尤其是汽车控制器中的功率模块上的封装芯片,封装芯片的稳定可靠性至关重要。当芯片产生的热量未能被及时传导出去时,元器件会因长期热量积聚而失效。
3.传统技术中,通常采用直接覆铜陶瓷基板(dbc)材料或者活性金属钎焊覆铜陶瓷基板(amb)材料与散热热沉方式结合使芯片散热,但是这种dbc材料和amb材料中,由于陶瓷基板与金属板封装是通过一定厚度锡膏层连接,存在焊接空隙及多层界面情况,增加了界面热阻;长期使用会存在锡膏开裂风险,导致热阻逐步提升。为了优化以上方案,通过对传统技术进行改进,利用含导热粉体的树脂组合物配制的胶液制成具有良好流动度的粘结膜,在特定功率条件下,直接使用或者制备相应的高导热金属基板,代替陶瓷基板,并且可以与金属板实现自封装,从而减少焊接层,减小了封装厚度,进而缩短散热路径,有利于提升散热效果。
4.提升粘结膜导热能力的方法,往往通过提高树脂组合物中导热粉体的含量来实现。但是,随着导热粉体在树脂组合物中质量分数的提高,导热粉体在树脂组合物胶液中的黏度会急剧增加,分散效果不佳,使该树脂组合物胶液制成的粘结膜流动度差,从而导致粘结膜存在压合空洞,导致剥离强度低、电绝缘性能差等问题。


技术实现要素:

5.基于此,有必要针对上述问题,提供一种环氧树脂组合物胶液及其制备方法、粘结膜和应用;实现了保证导热粉体在环氧树脂组合物中高质量分数的同时,提高导热粉体在环氧树脂组合物胶液中的分散性,进而使其制成的粘结膜导热系数高,流动度、剥离强度和电绝缘性优异。
6.一种环氧树脂组合物胶液包括环氧树脂组合物和溶剂,所述环氧树脂组合物包括导热粉体、环氧树脂以及固化剂,所述导热粉体在所述环氧树脂组合物中的质量分数大于或等于90%;
7.所述导热粉体包括氧化铝、氮化硼、氮化铝以及导热系数大于或等于500w/m
·
k的纳米导热粉,所述纳米导热粉、所述氮化硼、所述氮化铝与所述氧化铝的质量比为(0.5-2):(5-20):(550-750):(400-600);
8.所述环氧树脂包括40wt%-65wt%的第一环氧树脂和35wt%-60wt%的第二环氧树脂,其中,所述第一环氧树脂选自在25℃非溶剂型状态下粘度小于或等于5000cps的环氧树脂,所述第二环氧树脂包括结晶型环氧树脂和联苯型环氧树脂,且所述结晶型环氧树脂
的结构式为
9.在其中一个实施例中,所述纳米导热粉的d
50
为8nm-200nm;
10.及/或,所述氧化铝的d
50
为0.1μm-40μm;
11.及/或,所述氮化硼的d
50
为20μm-65μm;
12.及/或,所述氮化铝的d
50
为30μm-80μm。
13.在其中一个实施例中,所述纳米导热粉选自纳米金刚石;
14.及/或,所述氧化铝选自单晶氧化铝,所述单晶氧化铝的α相大于或等于98%;
15.及/或,所述氮化硼选自球形氮化硼;
16.及/或,所述氮化铝选自球形氮化铝,且所述球形氮化铝经过硅烷偶联剂处理,其中,所述硅烷偶联剂至少包括非极性硅烷偶联剂和含环氧基团的硅烷偶联剂,所述非极性硅烷偶联剂中烷基的碳原子数选自1-12。
17.在其中一个实施例中,所述球形氮化铝的破碎率小于1%。
18.在其中一个实施例中,所述在25℃非溶剂型状态下的粘度小于或等于5000cps的环氧树脂选自双酚a型环氧树脂、双酚f型环氧树脂、丙烯酸改性环氧树脂中的至少一种。
19.在其中一个实施例中,所述结晶型环氧树脂与所述联苯型环氧树脂的质量比为0.25:1-1:1。
20.在其中一个实施例中,所述固化剂中至少包括联苯型酚醛树脂,所述联苯型酚醛树脂在所述固化剂中的质量分数大于50%。
21.一种如上所述的环氧树脂组合物胶液的制备方法,包括如下步骤:
22.将粒径小于或等于1μm的导热粉体、部分第一环氧树脂与部分溶剂混合进行一次球磨,得到细粉料母液;
23.将剩余第一环氧树脂、第二环氧树脂、固化剂与剩余溶剂混合,得到混合胶料;以及
24.将粒径大于1μm且小于20μm的导热粉体、所述细粉料母液与所述混合胶料混合进行二次球磨后,再与粒径大于或等于20μm的导热粉体混合,得到环氧树脂组合物胶液。
25.在其中一个实施例中,在所述环氧树脂组合物胶液中,所述部分第一环氧树脂的用量占所述环氧树脂组合物胶液中第一环氧树脂总质量的10%-20%。
26.一种由如上所述的环氧树脂组合物胶液制备得到的粘结膜。
27.一种如上所述的粘结膜用于制备散热金属基板。
28.本发明的环氧树脂组合物中,通过将氮化硼、氮化铝、氧化铝以及导热系数大于或等于500w/m
·
k的纳米导热粉进行定量组合,并与特定黏度、结构类型选择的第一环氧树脂、第二环氧树脂复配产生、特定组合物混料方式的协同作用,使环氧树脂组合物在含有高达90%以上的导热粉体同时仍具有良好的分散效果,并且环氧树脂组合物具有优异的导热效果、剥离强度及电绝缘性。
29.进而,采用该环氧树脂组合物胶液制备得到的粘结膜中,通过有机物结构的搭配,使固化后的有机物具有良好的结构规整性,从而建立了良好的热传导有机通道,并与特定
种类和粒径的高导热粉体协同增效,使粘结膜的导热系数≥8.0w/m
·
k,同时流动度≥15%,1oz标准厚度下的剥离强度大于10.5n/cm,并且具有良好的电绝缘性。从而将该粘结膜用于制备散热金属基板时,能够使散热金属基板具有良好的散热效果、剥离强度和电绝缘性,进而可以满足较高的实际应用需求。
具体实施方式
30.为了便于理解本发明,下面将对本发明进行更详细的描述。但是,应当理解,本发明可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施方式或实施例。相反地,提供这些实施方式或实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
31.除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式或实施例的目的,不是旨在于限制本发明。
32.本发明提供的环氧树脂组合物胶液包括环氧树脂组合物和溶剂,所述环氧树脂组合物包括导热粉体、环氧树脂以及固化剂,所述导热粉体在所述环氧树脂组合物中的质量分数大于或等于90%。
33.具体的,所述导热粉体包括氧化铝、氮化硼、氮化铝以及导热系数大于或等于500w/m
·
k的纳米导热粉,所述纳米导热粉、所述氮化硼、所述氮化铝与所述氧化铝的质量比为(0.5-2):(5-20):(550-750):(400-600)。
34.从而,本发明将氮化硼、氮化铝、氧化铝以及导热系数大于或等于500w/m
·
k的纳米导热粉进行定量组合,通过协同增效提高导热粉体的导热系数,进而提高粘结膜的导热系数。
35.一方面,为了利用小颗粒充分填充大颗粒间的缝隙以提高分散效果,使复配的导热粉体堆积致密性优异,从而提高粘结膜中导热粉体的填充效果,进一步提高粘结膜的导热系数;另一方面,特定形态、粒径与特定比例纳米导热粉,有助于组合物中导热粉在热压过程中的润滑流动,可以降低环氧树脂组合物胶液的黏度,从而提高粘结膜的流动度、剥离强度和绝缘性,优选地,所述纳米导热粉的d
50
为8nm-200nm,所述氧化铝的d
50
为0.1μm-40μm,所述氮化硼的d
50
为20μm-65μm,所述氮化铝的d
50
为30μm-80μm。
36.为了改善纳米导热粉的团聚问题,使纳米导热粉分散更均匀,更优选表面带正电荷的纳米导热粉。
37.具体地,使纳米导热粉表面带正电荷的处理方式选自r-h或者r-nh2正电荷处理方式。
38.优选地,所述纳米导热粉选自纳米金刚石。
39.具体地,所述氧化铝选自单晶氧化铝。为了进一步提高热传导能力,所述单晶氧化铝的α相大于或等于98%。
40.为了在单晶氧化铝的高配比情况下,实现精准填充的效果,使复配的导热粉体堆积致密性更优异,优选单晶氧化铝的d
50
为0.1μm-20μm,更优选为0.5μm-10μm。
41.与鳞片状氮化硼相比,球形氮化硼具有更均匀的各项传热能力、更低的吸油率,可以缓解高导热粉体填充比例后引起的环氧树脂组合物黏度增加,从而改善该环氧树脂组合物配制的环氧树脂组合物胶液制备得到粘结膜的剥离强度,因此,氮化硼优选为球形氮化
硼。
42.由于氮化铝性质活泼,易与空气中的水汽反应,转变为al(oh)3,导致性能发生变化,氮化铝的热传导能力大幅下降。因此,优选经硅烷偶联剂表面处理的球形氮化铝。
43.为了使氮化铝具有防水性的同时,增加与环氧树脂的相容性,有利于进一步提高粘结膜的剥离强度和流动度,所述硅烷偶联剂应至少包括非极性硅烷偶联剂和含环氧基团的硅烷偶联剂,其中,所述非极性硅烷偶联剂中烷基的碳原子数为1-12。
44.具体地,先将氮化铝表面包覆非极性硅烷偶联剂,并在此基础上进一步修饰含环氧基团的硅烷偶联剂。
45.优选地,经硅烷偶联剂表面处理的球形氮化铝的表面活化指数r=0.98-1,更优选r=1。
46.为了使氮化铝具有更合适的比表面积,优选破碎率小于1%的球形氮化铝。
47.具体的,所述环氧树脂包括40wt%-65wt%的第一环氧树脂和35wt%-60wt%的第二环氧树脂,其中,所述第一环氧树脂选自25℃非溶剂型状态下的粘度小于或等于5000cps的环氧树脂,所述第二环氧树脂包括结晶型环氧树脂和联苯型环氧树脂,且所述结晶型环氧树脂的结构式为
48.从而,本发明通过具有特定黏度、结构类型选择的第一环氧树脂和第二环氧树脂复配产生的协同作用,一方面,可以使环氧树脂的有机导热通道更有序,提高热量在环氧树脂中的传输速度,使粘结膜的导热效果更佳;另一方面,可以提升环氧树脂与导热填料的流动浸润性,使粘结膜具有更高的流动度,从而在热压使用过程中环氧树脂组合物可以有效流动,使粘结膜中的细微裂纹、空洞等缺陷可以在此过程中被充分填充和流平,不仅能够保证粘结膜具有良好的电绝缘特性,而且有利于提升剥离强度。
49.优选地,所述结晶型环氧树脂与所述联苯型环氧树脂的质量比为0.25:1-1:1。
50.具体地,所述第一环氧树脂选自双酚a型环氧树脂、双酚f型环氧树脂、丙烯酸改性环氧树脂中的至少一种。
51.因此,本发明的环氧树脂组合物中,通过将氮化硼、氮化铝、氧化铝以及导热系数大于或等于500w/m
·
k的纳米导热粉进行定量组合,并与特定黏度、结构类型选择的第一环氧树脂、第二环氧树脂复配产生协同作用,使环氧树脂组合物在含有高达90%以上的导热粉体同时仍具有良好的分散效果,并且环氧树脂组合物具有优异的导热效果、剥离强度及电绝缘性。
52.进而,采用该环氧树脂组合物胶液制备得到的粘结膜中,通过有机物结构的搭配,使固化后的有机物具有良好的结构规则性,从而建立了良好的热传导有机通道,并与特定种类和粒径的高导热粉体协同增效,使粘结膜具有较高的导热系数,并且流胶能力、剥离强度和电绝缘性优异。
53.在一些实施方式中,所述环氧树脂中还包括第三环氧树脂,所述第三环氧树脂选自芳香族环氧树脂、脂肪族型环氧树脂、脂环族环氧树脂、缩水甘油醚型环氧树脂中的至少一种,具体包括双酚型环氧树脂、酚醛清漆型环氧树脂、萘型环氧树脂、芴型环氧树脂、三苯
基甲烷型环氧树脂、二聚酸改性双酚型环氧树脂、双环形环氧树脂、缩水甘油胺型环氧树脂中的至少一种。
54.为了进一步提高固化后有机物的规整性,所述固化剂中至少包括联苯型酚醛树脂,具体地,固化剂中可与环氧基反应的基团当量和环氧树脂中环氧当量之比为0.8-1.2,所述联苯型酚醛树脂在所述固化剂中的质量分数大于50%。
55.进一步的,所述固化剂中还包括胺类固化剂、酸酐类固化剂中的至少一种。
56.为了分散导热粉体,并调节环氧树脂组合物的黏度,所述溶剂选自丁酮、二甲苯、n,n-二甲基甲酰胺、乙二醇单甲醚中的至少一种。
57.在一些实施方式中,环氧树脂组合物中还包括助剂,具体可根据环氧树脂组合物需要改善的性能进行选择,具体包括分散剂、流平剂、偶联剂等。
58.本发明提供一种如上所述的环氧树脂组合物胶液的制备方法,包括如下步骤:
59.s1,将粒径小于或等于1μm的导热粉体、部分第一环氧树脂与部分溶剂混合进行一次球磨,得到细粉料母液;
60.s2,将剩余第一环氧树脂、第二环氧树脂、固化剂与剩余溶剂混合,得到混合胶料;以及
61.s3,将粒径大于1μm且小于20μm的导热粉体、所述细粉料母液与所述混合胶料混合进行二次球磨后,再与粒径大于或等于20μm的导热粉体混合,得到环氧树脂组合物胶液。
62.步骤s1中,通过分级分散工艺,先将粒径小于或等于1μm的导热粉体、部分第一环氧树脂与部分溶剂混合球磨,一方面,可以使纳米级、亚微米级的导热粉体分散均匀,进而再与其他较大粒径的导热粉体一起高速剪切和球磨时,不易形成大颗粒、未分散的粉包,确保导热粉体完全均匀分散,提高后续产品的应用性能;另一方面,第一环氧树脂的黏度较低,采用部分第一环氧树脂即可使粒径小于或等于1μm的导热粉体实现较优的分散效果。
63.优选地,所述部分第一环氧树脂的用量占所述环氧树脂组合物胶液中第一环氧树脂总质量的10%-20%。
64.具体地,所述一次球磨的转速为600转/分钟-800转/分钟,时间为30分钟-45分钟。
65.步骤s2中,为了使混合胶料具有合适的黏度,将剩余第一环氧树脂、第二环氧树脂、固化剂与剩余溶剂混合,得到混合胶料。
66.需要说明的是,步骤s1和步骤s2中对于两次溶剂的用量不做限定,可以实现分散效果即可。
67.步骤s3中,进一步采用分级分散工艺,可以有效避免因大颗粒粉体与小颗粒粉体一起球磨过程中引起的大颗粒粉体破碎等问题,使d
50
大于或等于30的导热粉体的破碎率≤5%,从而保证高导热粉体填充的环氧树脂组合物保持良好的性能。
68.在一些实施方式中,所述二次球磨的转速为400转/分钟-600转/分钟,时间为20分钟-30分钟。
69.本发明还提供一种由如上所述的环氧树脂组合物胶液制备得到的粘结膜。
70.利用该环氧树脂组合物胶液制备得到的粘结膜,其导热系数≥8.0w/m
·
k,同时流动度≥15%,1oz标准厚度下的剥离强度大于10.5n/cm,并且具有良好的电绝缘性。
71.在一些实施方式中,可以通过常规涂布方式,涂覆于载体上,经干燥去除溶剂后,得到粘结膜。
72.具体地,可以采用通过特定厚度的逗号刮刀,在离型膜上涂覆导热胶层,经过静置、烘烤去除溶剂,得到80μm-200μm的粘结膜。
73.需要说明的是,本发明对于涂布的方法与涂布的载体无明确的限定,只要满足粘结膜的制作均可。
74.本发明还提供一种如上所述的粘结膜用于制备散热金属基板。
75.将该粘结膜用于制备散热金属基板,能够使散热金属基板实现良好的散热效果和电绝缘性,满足较高的实际应用需求。
76.在一些实施方式中,散热金属基板包括粘结膜以及设于所述粘结膜至少一个表面上的金属层。
77.具体地,所述金属层选自铜箔、铜板、铝板中的至少一种。
78.在一些实施方式中,将粘结膜与金属层构成层结构,经过真空压机热压180℃-220℃、40kg/cm
2-80kg/cm2热压熟化180min-220min后得到散热金属基板。
79.以下,将通过以下具体实施例对所述环氧树脂组合物胶液及其制备方法、粘结膜和应用做进一步的说明。
80.实施例1
81.将0.825质量份的纳米金刚石(d
50
=8nm)、82.5质量份的单晶氧化铝(d
50
=0.8μm,α相=98.5%)、10质量份的双酚f型环氧树脂(4500cps@25℃)与部分溶剂混合,于800转速下球磨45分钟,得到细粉料母液。
82.将50质量份的双酚f型环氧树脂(4500cps@25℃)、20质量份的联苯型环氧树脂、20质量份的结晶型环氧树脂、65质量份的联苯苯酚型酚醛树脂与剩余溶剂混合,得到混合胶料。
83.先将细粉料母液与混合胶料混合并进行高速分散,然后加入577.5质量份的单晶氧化铝(d
50
=10μm,α相=98%)于600转速下球磨30分钟,再加入33质量份的球形氮化硼(d
50
=25μm)和907.5质量份依次经非极性硅烷偶联剂和含环氧基团的硅烷偶联剂表面处理的球形氮化铝(d
50
=30μm,破碎率=0.8%)进行高速搅拌,最后低速搅拌脱泡和过滤,得到环氧树脂组合物胶液。
84.实施例2
85.将1.49质量份的纳米金刚石(d
50
=200nm)、74.5质量份的单晶氧化铝(d
50
=0.5μm,α相=98.5%)、10质量份的双酚f型环氧树脂(4500cps@25℃)与部分溶剂混合,于800转速下球磨45分钟,得到细粉料母液。
86.将40质量份的双酚f型环氧树脂(4500cps@25℃)、32质量份的联苯型环氧树脂、8质量份的结晶型环氧树脂、10质量份的二聚酸改性双酚型环氧树脂、49质量份的联苯苯酚型酚醛树脂与剩余溶剂混合,得到混合胶料。
87.先将细粉料母液与混合胶料混合并进行高速分散,然后加入223.5质量份的单晶氧化铝(d
50
=3μm,α相=98%)、447质量份的单晶氧化铝(d
50
=10μm,α相=98%)于600转速下球磨30分钟,再加入14.9质量份的球形氮化硼(d
50
=50μm)和819.5质量份依次经非极性硅烷偶联剂和含环氧基团的硅烷偶联剂表面处理的球形氮化铝(d
50
=30μm,破碎率=0.8%)进行高速搅拌,最后低速搅拌脱泡和过滤,得到环氧树脂组合物胶液。
88.实施例3
89.将2.28质量份的纳米金刚石(d
50
=200nm)、152质量份的单晶氧化铝(d
50
=0.5μm,α相=98.5%)、10质量份的双酚f型环氧树脂(4500cps@25℃)与部分溶剂混合,于800转速下球磨45分钟,得到细粉料母液。
90.将40质量份的双酚f型环氧树脂(4500cps@25℃)、33.75质量份的联苯型环氧树脂、11.25质量份的结晶型环氧树脂、5质量份的二聚酸改性双酚型环氧树脂、52质量份的联苯苯酚型酚醛树脂与剩余溶剂混合,得到混合胶料。
91.先将细粉料母液与混合胶料混合并进行高速分散,然后加入608质量份的单晶氧化铝(d
50
=10μm,α相=98%)于600转速下球磨30分钟,再加入22.8质量份的球形氮化硼(d
50
=25μm)和912质量份依次经非极性硅烷偶联剂和含环氧基团的硅烷偶联剂表面处理的球形氮化铝(d
50
=30μm,破碎率=0.8%)进行高速搅拌,最后低速搅拌脱泡和过滤,得到环氧树脂组合物胶液。
92.实施例4
93.将1.49质量份的纳米金刚石(d
50
=200nm)、74.5质量份的单晶氧化铝(d
50
=0.5μm,α相=98.5%)、10质量份的双酚f型环氧树脂(4500cps@25℃)与部分溶剂混合,于800转速下球磨45分钟,得到细粉料母液。
94.将40质量份的双酚f型环氧树脂(4500cps@25℃)、20质量份的联苯型环氧树脂、15质量份的结晶型环氧树脂、15质量份的二聚酸改性双酚型环氧树脂、49质量份的联苯苯酚型酚醛树脂与剩余溶剂混合,得到混合胶料。
95.先将细粉料母液与混合胶料混合并进行高速分散,然后加入74.5质量份的单晶氧化铝(d
50
=3μm,α相=98%)、596质量份的单晶氧化铝(d
50
=10μm,α相=98%)于600转速下球磨30分钟,再加入14.9质量份的球形氮化硼(d
50
=65μm)和1043质量份依次经非极性硅烷偶联剂和含环氧基团的硅烷偶联剂表面处理的球形氮化铝(d
50
=30μm,破碎率=0.8%)进行高速搅拌,最后低速搅拌脱泡和过滤,得到环氧树脂组合物胶液。
96.实施例5
97.将2.9质量份的纳米金刚石(d
50
=200nm)、72.5质量份的单晶氧化铝(d
50
=0.8μm,α相=98.5%)、10质量份的双酚f型环氧树脂(4500cps@25℃)与部分溶剂混合,于800转速下球磨45分钟,得到细粉料母液。
98.将30质量份的双酚f型环氧树脂(4500cps@25℃)、30质量份的联苯型环氧树脂、20质量份的结晶型环氧树脂、10质量份的二聚酸改性双酚型环氧树脂、45质量份的联苯苯酚型酚醛树脂与剩余溶剂混合,得到混合胶料。
99.先将细粉料母液与混合胶料混合并进行高速分散,然后加入217.5质量份的单晶氧化铝(d
50
=3μm,α相=98%)、580质量份的单晶氧化铝(d
50
=10μm,α相=98%)于600转速下球磨30分钟,再加入7.25质量份的球形氮化硼(d
50
=50μm)和1087.5质量份依次经非极性硅烷偶联剂和含环氧基团的硅烷偶联剂表面处理的球形氮化铝(d
50
=30μm,破碎率=0.8%)进行高速搅拌,最后低速搅拌脱泡和过滤,得到环氧树脂组合物胶液。
100.实施例6
101.将1.49质量份的纳米金刚石(d
50
=200nm)、74.5质量份的单晶氧化铝(d
50
=0.5μm,α相=98.5%)、10质量份的双酚f型环氧树脂(4500cps@25℃)与部分溶剂混合,于800转速下球磨45分钟,得到细粉料母液。
102.将40质量份的双酚f型环氧树脂(4500cps@25℃)、17.5质量份的联苯型环氧树脂、17.5质量份的结晶型环氧树脂、15质量份的二聚酸改性双酚型环氧树脂、49质量份的联苯苯酚型酚醛树脂与剩余溶剂混合,得到混合胶料。
103.先将细粉料母液与混合胶料混合并进行高速分散,然后加入223.5质量份的单晶氧化铝(d
50
=3μm,α相=98%)、447质量份的单晶氧化铝(d
50
=10μm,α相=98%)于600转速下球磨30分钟,再加入14.9质量份的球形氮化硼(d
50
=25μm)和819.5质量份依次经非极性硅烷偶联剂和含环氧基团的硅烷偶联剂表面处理的球形氮化铝(d
50
=30μm,破碎率=0.8%)进行高速搅拌,最后低速搅拌脱泡和过滤,得到环氧树脂组合物胶液。
104.实施例7
105.实施例7与实施例1的区别在于,球形氮化硼的d
50
为50μm,球形氮化铝的d
50
为90μm。
106.实施例8
107.实施例8与实施例1的区别在于,球形氮化硼的d
50
为15μm,球形氮化铝的d
50
为15μm。
108.实施例9
109.实施例9与实施例5的区别在于,球形氮化铝为单一非极性烷基硅烷改性。
110.实施例10
111.实施例10与实施例5的区别在于,球形氮化铝为单一极性氨基硅烷改性。
112.实施例11
113.实施例11与实施例1的区别在于,采用660质量份的普通氧化铝(d
50
=10μm,α相=90%)代替82.5质量份的单晶氧化铝(d
50
=0.8μm,α相=98.5%)和577.5质量份的单晶氧化铝(d
50
=10μm,α相=98%)。
114.对比例1
115.对比例1与实施例1的区别在于,采用30质量份的二聚酸改性双酚型环氧树脂代替30质量份的双酚f型环氧树脂。
116.对比例2
117.对比例2与实施例1的区别在于,采用30质量份的二聚酸改性双酚型环氧树脂代替15质量份的联苯型环氧树脂和15质量份的结晶型环氧树脂。
118.对比例3
119.对比例3与实施例3的区别在于,球形氮化硼为45.6质量份。
120.对比例4
121.对比例4与实施例3的区别在于,球形氮化铝为684质量份。
122.对比例5
123.对比例5与实施例2的区别在于,未采用纳米金刚石。
124.对比例6
125.对比例6与实施例2的区别在于,纳米金刚石为3.725质量份。
126.对比例7
127.对比例7与实施例3的区别在于,未制作细粉料母液,直接将纳米金刚石和单晶氧化铝与混合胶料混合球磨。
128.对比例8
129.对比例8与实施例3的区别在于,直接将纳米金刚石、单晶氧化铝、球形氮化硼、球形氮化铝与混合胶料混合。
130.将实施例1-11和对比例1-8制备得到的环氧树脂组合物胶液进行测试,结果如表1所示。相关测试方法如下:
131.粉料团聚体数量:将胶液经过灌封、研磨、抛光处理,并在扫描电子显微镜下以1000倍观察,记录粉料团聚数量;
132.大颗粒破碎率:将胶液经过灌封、研磨、抛光处理,并在扫描电子显微镜下以1000倍观察,大颗粒破碎率=破碎大颗粒总数/扫描范围内大颗粒总数。
133.表1
[0134][0135][0136]
根据表1可知,本发明制备得到的环氧树脂组合物胶液即使在含有高质量份的导热粉体的情况下,仍具有理想的粉料团聚情况和大颗粒破碎率。而对比例7和对比例8未采用本发明所述的制备工艺,导致粉料团聚、大颗粒粉料破碎料高。
[0137]
应用实施例
[0138]
采用逗号刮刀,将实施例1-11制备得到的环氧树脂组合物胶液在离型膜上涂覆导热胶层,经过静置、烘烤去除溶剂,得到150μm的粘结膜样品1-11。
[0139]
应用对比例
[0140]
采用逗号刮刀,将对比例1-8制备得到的环氧树脂组合物胶液在离型膜上涂覆导热胶层,经过静置、烘烤去除溶剂,得到150μm的粘结膜样品12-19。
[0141]
将样品1-19进行测试,测试结果见表2。其中,导热系数:按照astm d5470标准方法测试;剥离强度:按照ipc-tm-650 2.4.8标准方法测试;击穿电压:按照ipc-tm-650 2.5.6标准方法测试。
[0142]
表2
[0143][0144]
根据表2可知,通过本发明所述环氧树脂组合物胶液制备的粘结膜具有较高的导热系数、良好的流动度、较高的剥离强度以及优异的电绝缘特性。
[0145]
与样品1对比,样品12中低粘度树脂用量偏少,树脂体系浸润性不足,导致流动度、剥离强度及击穿电压都下降,且压合时可能存在气泡,影响导热系数;样品13中结晶性树脂用量偏少,熔融粘度增加,高温下不易流动,导致流动度下降,导热系数、剥离强度及击穿电压也都受影响而减小。
[0146]
与样品3对比,样品14中球形氮化硼用量偏多,由于氮化硼吸油率大,导致树脂被吸附在填料表面无法流动,也无法形成有序的导热通道,从而使粘结膜流动度、导热系数都大幅度下降,剥离强度及击穿电压也受影响而大幅度降低;样品15中氮化铝用量偏少,导热填料质量份下降,导致导热系数减小。
[0147]
与样品2对比,样品16未加入纳米导热粉,流动度、剥离强度、击穿电压影响不明显,但导热系数明显下降;样品17中纳米导热粉用量偏多,由于纳米导热粉吸油率较大,导致树脂无法流动,粘结膜无流动度,从而在压合过程中树脂浸润性不足,存在空隙,导致导热系数、剥离强度及击穿电压下降。
[0148]
与样品3的制备工艺对比,样品18未制作细粉料母液,小粒径粉料团聚形成大颗粒,流动度、导热系数及剥离强度变大,但由于粉体团聚在板材中形成空隙,击穿电压很低;样品19中填料未按粒径分级进行分散,存在粉料团聚现象,且破碎率增大导致填料吸油率上升,树脂流动度下降,导热系数、剥离强度及击穿电压都大幅下降。
[0149]
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
[0150]
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
再多了解一些

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